一种增程式小型电动车及其控制方法_2

文档序号:9700115阅读:来源:国知局
C/DC、低压蓄电池、电动真空制动系统、电动助力转向系统、电动空调系统、电动冷却系统、高低压配电盒等。
[0045]在增程式电动汽车中主要有整车控制器(VMS)、增程器系统、电机驱动系统和动力电池系统,整车控制器(VMS)是整车电控单元,负责控制和协调整车其它控制器工作(如发动机控制器ECU、发电机控制器GCU、电机控制器MCU等),实现增程式电动汽车功能控制。驱动系统由增程器系统或动力电池系统带动驱动电机来驱动。
[0046]在增程器系统中,发动机控制单元(ECU)和发电机控制器(GCU)根据VMS指令实时控制发动机和发电机的工作。电机驱动系统包括电机和电机控制器(MCU),MCU主要是根据VMS的指令实时控制电机的工作。动力电池系统主要包括电池包和电池管理系统(BMS)两大部分,动力电池系统主要是负责给电机提供电能或者吸收电机发出的电能,同时动力电池还要为整车电器系统提供电能。
[0047]由于前舱布置的系统及线缆、管路非常多,为了车辆工作的安全性,整车布置的紧凑性就显得非常必要。
[0048]为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷,实现整车结构布置更加紧凑,并提高车辆的动力性和续航里程的发明目的,本发明采取的技术方案为:
[0049]如图1至图3所示,本发明的增程式小型电动车,所述的发动机25为自然吸气式直列两缸汽油发动机,其排量为0.6L?1L。
[0050]从小型电动车对增程器的功率需求来看,大排量发动机将增加布置难度,小排量发动机将达不到功率要求,发动机的排量应位于0.6L?1L之间。缸数多的发动机将额外增加不必要的成本和布置难度,而单缸发动机将带来难以解决的噪声问题,本方案选用自然吸气式直列两缸汽油发动机。
[0051]本发明的技术方案可以弥补续驶里程不足的缺点,也可以提升燃油效率,降低综合能耗。同时,还具有整车行驶和充电安全、振动和噪声小的优点,整车的结构布置也比较方便、紧凑,排挡简单,驾驶员操作容易,特别适用于小型电动车。
[0052]为了减轻小型车的重量,提高车辆的动力性和续航里程,本发明在以下六个方面进行改进:
[0053]1、整车配备电动汽车专用的电动空调、电动助力转向系统、电动真空制动系统;
[0054]2、电动汽车取消了原发电机,需要设计专门的12V的DC/DC为低压系统供电;
[0055]3、动力系统采用水冷系统,需针对选定的动力系统设计专用的电动冷却系统(电动水冷系统);
[0056]4、为了满足增程式电动车动力匹配的需求,对现有二缸发动机结构进行了改进设计,设计了增程器专用发动机;
[0057]5、由于前舱布置的系统及线缆、管路非常多,为了增程器系统工作的安全性和布置的紧凑性,前舱整体布置方案做了改进设计;
[0058]6、为了保证电池包及电池充电的安全性,后备箱在布置时做了如下改进:增加了充电器安装支架和电池包安装支架。
[0059]所述的两缸汽油发动机设有电子节气门、碳罐和燃油蒸汽管接口。
[0060]—、为了满足增程式电动车动力匹配的需求,对现有二缸发动机结构进行了如下改进设计:
[0061]1、由于增程器工作仅受控于整车控制器指令,改机械式节流阀体为电子节气门,同时需增加碳罐和燃油蒸汽管接口,实现燃油蒸汽排放控制;
[0062]2、增程器系统中,取消发动机飞轮,用电机代替飞轮产生惯量,但应在后端面保留或专门设计用于安装电机的销及螺栓孔;
[0063]3、悬置系统重新设计:由于减速器与驱动电机集成布置,悬置系统采用四点悬置,减速器总成上两个(前后各一个),发动机和驱动电机上各一个。
[0064]增程式电动车整车布置方案的结构图如图2所示。
[0065]当整车处于纯电动工作模式时,交流电源插入充电口1通过车载充电机3对动力电池包20进行充电,充电结束后,动力电池包存储的电能有三个作用:
[0066]1、通过高压配电盒4、动力电缆5、逆变器和电机控制器14把直流电转换为交流电来驱动电机15;
[0067]2、通过高压配电盒4驱动电动空调系统;
[0068]3、通过DC/DC转换器23将高压电转换为12V的低压电进入低压配电盒16,连接12V的低压蓄电池17,进而给整车的低压系统供电。
[0069]二、前舱整体布置方案如图3所示:
[0070]增程器系统采用发动机和发电机同轴布置方案,前舱布置电驱动动力总成、增程器系统、GCU&MCU、DC/DC、低压蓄电池、电动真空制动系统、电动助力转向系统、电动空调系统、电动冷却系统、高低压配电盒等。
[0071]由于前舱布置的系统及线缆、管路非常多,为了增程器系统工作的安全性和布置的紧凑性,前舱整体布置方案做了如下改进:
[0072]1、空滤总成布置在发动机上方,靠下壳体和缸盖固定,限于空滤总成布置,进气软管转弯过急,应考虑进气阻力对发动机输出功率的影响;引气管采用软管,从右纵梁大灯下、右前轮罩上方引气;
[0073]2、排气歧管出口所在平面法向方向距离机油滤清器过近,无法布置催化器,排气歧管的开发应考虑催化器布置和机油滤清器位置的协调:为了保证发动机工作的安全性,排气管与机油滤清器距离30mm,机油滤清器外部需加隔热罩;排气管与副车架间隙13mm,与油底壳相距15mm。
[0074]所述电动车前舱布置电驱动动力总成、增程器系统10、电机控制器/发电机控制器14、直流变换器34、低压蓄电池17、电动真空制动系统、电动助力转向系统24、电动空调系统、电动冷却系统、高压配电盒4、低压配电盒16。
[0075]法兰盘26把两缸发动机25和发电机27连接起来,组成增程器系统10,永磁同步电机作为电动汽车的驱动电机15,和一个固定减速比的减速器35组成电动车的集成式动力总成。
[0076]增程式电动车前舱总体布置方案如图3所示,除了电动空调外,整车还配备了电动汽车专用的电动助力转向系统24(EPS);
[0077]整车可以实现纯电动和增程工作模式,无论是纯电动工作模式或是增程工作模式,都是由驱动电机15完成对整车的驱动:纯电动工作模式时由动力电池包20通过逆变器把直流电转换为交流电来驱动电机15,由驱动电机15来完成对整车的驱动;当动力电池的电量较低或耗完时可以打开发动机25,整车进入增程模式,此时发动机25带动发电机27发电,电能可以带动驱动电机15工作或给动力电池包20充电。
[0078]所述的低压蓄电池17向整车控制器8、电机控制器/发电机控制器14、电池管理系统22、仪表及其控制器、启动开关、制动灯、倒车灯、传感器、制动真空栗30,冷却水栗、冷却风扇供电。
[0079]低压蓄电池17即车载蓄电池。由低压蓄电池供电的相关设备主要包括各个控制器模块,其他一些附件设备等。具体来说有整车控制器8,电机控制器/发电机控制器14(MCU&GCU),电池管理系统22,仪表及其控制器,启动开关,制动灯,倒车灯,传感器,制动真空栗30,第一冷却水栗28,第二冷却水栗32,冷却风扇等。
[0080]低压蓄电池17工作时必须保证其工作电压在一定的范围内。当低压蓄电池17的工作电压低于下限值时,相关设备停止工作。这时,需要高压动力电池包20通过DC/DC直流变换器23给低压蓄电池17充电。
[0081]所述的电动助力转向系统24包括信号传感装置(包括扭矩传感器、转角传感器和车速传感器),转向助力机构(电机、离合器、减速传动机构)及电子控制装置EPS控制器三大部分所组成。电动助力转向系统仅在驾驶员进行转向操作时工作,以便提供助力辅助转向。
[0082]电动助力转向系统仅在驾驶员进行转向操作时工作,以便提供助力辅助转向。动力系统采用水冷系统,需针对选定的动力系统设计了专用的电动冷却系统。
[0083]所述的电动冷却系统由第一电动水栗(28)、驱动电机散热器11、发动机散热器及风扇33、第二电动水栗(32)等零部件所组成。
[0084]所述的电动冷却系统该电动系统有以下两条独立的冷却回路:
[0085]第一冷却回路:第一电动水栗28、驱动电机散热器11,用于对发热部件,包括驱动电机15、电机控制器/发电机控制器14、发动机控制器7、整车控制器8进行冷却;
[0086]第二冷却回路:第二电动水栗32、发动机散热器及风扇33,用于对发动机25进行冷却。
[0087]三、动力电池包、电池管理系统及车载充电机布置在后备箱。
[0088]动力电池包20、电池管理系统22及车载充电机3布置在后备箱。为了保证电池包及电池充电的安全性和布置的紧凑性,后备箱在布置时做了如下改进:
[0089]1、将充电机3转移到后备箱,增加充电器安装支架36和充电口 1,保证充电的方便性;
[0090]2、为了避免电池包20与车身横梁支架发
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